菠蘿收集采摘車的設計

陳章恒 張維元 張路遙 翟俊偉

摘 要：科技遍及我們身邊的方方面面，科技使我們的生活更加美好，而對于生產作業亦是如此，傳統的菠蘿采摘多為手工采摘，費時費力，而機械的使用既可以很大程度的解放對人力資源的需求，并且更加高效節約。針對目前國內菠蘿的采摘的情況復雜性以及還不太高的機械化水平，我國國內的菠蘿采摘基本還是靠手工來完成作業，為此文章設計了一種新型、實用的菠蘿采摘機。該菠蘿采摘機結構類似我們常見的拖拉機的造型，操作簡單，采摘效率高，對菠蘿的損傷較小，提高了生產效率。

關鍵詞：采摘機械；機械設計；采摘收集；菠蘿

中圖分類號：S233.74 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）10-0096-02

Abstract： Technology covers all aspects of our lives， and it makes our lives better， and so does production. Traditional pineapple picking is mostly hand-picked， time-consuming and laborious， while the use of machinery can greatly liberate the demand for human resources， and more efficient and economical. In view of the current domestic pineapple picking complexity and not too high level of mechanization， pineapple picking in our country basically rely on manual to complete the work， this paper designed a new and practical pineapple picking machine. The structure of the pineapple picking machine is similar to that of our common tractor， which has the advantages of simple operation， high picking efficiency， little damage to the pineapple and improving the production efficiency.

Keywords： picking machine； mechanical design； picking collection； pineapple

引言

菠蘿原產巴西、阿根廷及巴拉圭一帶干燥的熱帶山地。目前世界約有61個國家和地區有栽培。除中國外，以泰國、美國、巴西、墨西哥、菲律賓和馬來西亞等栽培較多。中國菠蘿栽培主要集中在臺灣、廣東、廣西、福建、海南等省，云南、貴州南部也有少量栽培，已有400多年的歷史。進入21世紀，隨著工業化的發展，整個世界都面臨人口老齡化的問題，進一步將導致勞動力成本的提高，此外現代生活條件下，人們生活水平日益提高，對水果的需求量，也就不斷的增長，這就會增加水果采摘的工作量，而菠蘿的采摘最能體現這個問題，我國南方有大量的菠蘿種植地，由于菠蘿的采摘的機械化水平不高，使得需要投入大量的人力。因此研究菠蘿采摘機就非常具有現實意義。

本文針對此種情況，在擬設計時主要以節省采摘成本，使用方便，省力，以及提高采摘效率為出發點，造價成本低，現代條件下可以實現。隨著科學技術的不斷發展，機器可以代替人工從事一些采摘工作，為農民們提高工作效率，特地設計一種菠蘿采集車，用來減輕人力負擔。

1 菠蘿采摘機研究的現狀

1.1 國內外研究的現狀

近些年來，國外在果蔬采摘機器人的研究方面的取的不少成果，從20世紀40年代開始，國外由簡易采摘器發展到振搖式采摘機械，再到后來的切割式采摘機，但是這種采摘機活動不夠靈活，運動較為局限。和國外相比國內的采摘機器起步相對較晚。我國南方果園多以丘陵山區地帶為主，坡地地形限制了機械化的發展，且工時花費和作業危險性相比平地也更為突出。這時小巧靈活的機器自然就成為菠蘿采摘的首選。

1.2 菠蘿采摘機的研究意義

生活水平的不斷提高，使得水果的需求越來越大，同時伴隨著種植技術的進步和農業產業化的發展，各式各樣的水果的種植越來越規模化，當然菠蘿也不例外。機械化的作業可以極大的提高生產率。此外，勞動力的成本也在不斷的加大，此設計可以提高生產效率和降低勞動成本。

2 總體方案設計

2.1 整體設計

通過查閱資料，發現目前菠蘿采摘手工采摘較多，增加了農民的身體上的負擔，并且使得采摘效率大為降低，不能很好的降低使用者的工作量，并且我國南方果園多以丘陵山區地帶為主，于是聯想到拖拉機的結構，設計一種操作簡單的菠蘿采集車，并且根據菠蘿的種植方法，設計了一種抓力較強的車輪，以及減震并且可以翻轉約60°的車箱，目的是減少水果在運輸中的二次傷害以及易于搬運，采用電動機提供整個裝置所運行的動力，前輪可以可以張開和收攏，目的是可以通過使用者的控制，根據杠桿原理，調節前端的高度用以采摘少許高度不同的菠蘿，由于菠蘿的莖稈較粗，故采摘車前端使用旋轉的道具用來切割菠蘿的莖稈。

2.2 裝置各部分設計

（1）水果采摘部分。水果采摘部分由圓形的道具和前端三角狀的收集口組成。主要功能是固定和采摘水果。

（2）水果收集部分。水果收集部分由可以調節間距的兩轉動反向的轉筒。主要功能是將菠蘿收集到車箱中。

（3）動力部分。動力部分由電機和減速器和內部的齒輪傳動裝置組成。主要功能是為整個機器的前行、轉筒和刀具的旋轉提供動力。

（4）盛裝部分。盛裝部分由一個可以翻轉的車箱和減震裝置組成。主要功能是是減少水果在運輸中的二次傷害以及易于搬運。

（5）整體裝置圖，如圖1、圖2所示。

2.3 采摘過程分析

整個采摘過程為，前端遇到需要采摘的菠蘿時，前端三角口將菠蘿收集，由鋸齒將較為粗壯的莖稈鋸斷，再由相反轉的轉筒，將摘采后的菠蘿收集進入車箱中，如遇到少些高度不同的菠蘿時，工作者可以將前輪收起，利用杠桿原理來控制前端的高度以適應采摘環境。采摘過程中，由于車箱下部采取減震設計，可以減少在運輸過程中對菠蘿的二次損傷，以及最后在搬運時，車箱翻轉更加有利于搬運。

3 結束語

基于目前菠蘿的種植生產現狀，以及科技的發展狀況，設計了這款菠蘿采摘裝置。該裝置具有操作簡單，環境友好，并且具有良好的減震的功能，能夠較好的減少菠蘿在采摘的過程中的二次傷害，以及可以翻轉的車箱更加易于采摘工人的搬運，較大程度的減少采摘工人的工作負擔，使得采摘工作的時間可以延長，進一步提高工作效率。

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